Güneşin Elektromanyetik Spektrumu

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU
Güneş ışınımı değişik dalga boylarında yayılır. Yayılan bu dalga boylarının sıralı
görünümü de güneş spektrumu olarak isimlendirilir. Tam olarak ifade edilecek olursa;
güneşten yayılan ve bilinen farklı dalga boylarındaki tüm elektromanyetik radyasyonun
bütünü elektromanyetik Güneş Spektrumu olarak isimlendirilir. Anılan bu spektrumda, güneş
ışınımı dalga boylarına göre sıralanır ve aşağıda verilen temel gruplar ile ifade edilir. Bunlar;
1- Gama Işınları
2- X- Işınları
3- Ultraviyole Işık
4- Görünür (Visible) Işık
5- Kızıl Ötesi (Infrared) Işık
6- Radyo Dalgaları’dır.
Aşağıda şekilde görüldüğü üzere her bir ışına ait dalga boyu sınırları bir sonraki ile
çakışabilir. Sınırlarda bir örtüşme söz konusudur. Bu nedenle sınırlar kesin çizgilerle belli
değildir. Örtüşme alanlarındaki farklı ışınımların madde ile olan etkileşimleri aynıdır.
Not: 1 nm = 10-9 metredir.
Elektromanyetik Spektrum.
Yukarıda verilen güneş spektrumuna ait ana grupların bazıları alt gruplara da ayrılır.
Bütün elektromanyetik dalgalar birbirlerine benzemekle birlikte, var oluş şekli ve maddelerle
olan ilişkilerinin farklılığı nedeniyle, etkileşimleri bakımından farklı özellikler sergilerler.
Dalga boylarına göre ışığın enerjisi çok küçük, çok büyük veya iki farklı dalga
boyundaki ışıkların arasındadır. Bu elektromanyetik radyasyon enerjilerinin boyutlarına göre
sıralı dizini elektromanyetik spektrum olarak adlandırılır. Elbette, bu verilen enerji fotonları,
(enerji paketleri) için belirli frekans ve dalga boyları vardır. Böylece tercihimize bağlı olarak,
elektromanyetik spektrumu bir enerji serisi, dalga boyu serisi veya frekans serisi olarak
düşünebiliriz. Daha çok dalga boyu tabirini kullanırız.
Elektromanyetik radyasyonun dalga boylarının miktarı sonsuz olabilir. Güneşten gelen
ışının bir kısmı dışarıya geri kaçar ki, bu madde ile de benzer ilişkilere sahiptir. Genellikle
dalga boyları çok çeşitlidir (10 veya daha fazla ana grup) ve maddelerle farklı ilişkilere
sahiptirler. Bu
dalga boyu bölümleri sayesinde elektromanyetik spektrumu bölümlere
ayırabiliriz.
1- Gama Işınları
En enerjik dalgalar olarak bilinen gama ışınları; en kısa dalga boylarına sahip, ancak
buna bağlı olarak da en yüksek frekanslara ve en büyük foton enerjisine sahiptirler. Gama
ışınları nükleer reaksiyonla üretilebilirler. Madde içinden geçtiklerinde maddenin atomları ve
molekülleri dışındaki elektronların tamamına çarparlar. Bu çarpışma sonucunda meydana
getirdikleri iyonlaşmadan dolayı Gama Işınlarına bazen “iyonize radyasyon” da denir. Gama
ışınları ile iyon oluşumu çok tepkiseldir. Yaşayan organizmaların, bu iyonize eden radyasyona
maruz bırakılması yok edici etkilere sebep olabilir. Bunun yanı sıra kontrollü kullanımı ile
besinler üzerindeki mikropların öldürülmesi söz konusudur.
2- X- Işınları
Elektromanyetik spektrumda Gama Işınlarından bir adım daha uzun dalga boyuna
sahip (daha düşük frekans ve daha küçük enerji) grup ise X ışınları olarak bilinir. X ışınları da
nükleer tepkimelerle gerçeklenebilirler. Ancak çok hızlı hareket eden elektronlar ile metal
yüzeylerin bombardıman edilmesiyle de üretilebilir. Güneş yüzeyinde oluşan fırtınalarda
yoğun şekilde bulunurlar. X ışınları da iyonize radyasyonlardır ancak gama ışınlarından daha
az potansiyele sahiplerdir. X ışınları düşük bir enerjiden daha yüksek bir enerjiye giden
atomdaki elektronları yapabilir fakat hep atom olmaya çalışır. Atomik bir çekirdeğin
enerjisini de değiştirebilir. Bu ışınlar elektronları ve atomik çekirdekleri saptırdığından, tıbbi
amaç ve moleküllerin tam yapılarının araştırılması için kullanılır. X ışınları ve gama
ışınlarının ikisi de yıldız ve galaksilerde astrofiziksel işlemlerle oluşur ve onlar dünyayı
sürekli bombardımana tutan “ kozmik ışınların “ parçasını oluştururlar.
3- Ultraviyole Işık
Ultraviyole radyasyon, güneş spektrumunun özel bir bölümüdür. Ultraviyole
radyasyon, elektromanyetik spektrumun görünür ışıktan daha kısa dalga boylu (doğal olarak
daha yüksek enerjili) olan belli bir parçasını oluşturur. Bu konudaki detaylı bilgi “ultraviyole
radyasyon nedir” ana başlığı verilmiştir.
4- Görünür (Vısıble) Işık
Ultraviyole Radyasyondan biraz daha uzun dalga boyuna sahip görünür ışık,
elektromanyetik spektrumun dar bir bölümünde yer almıştır. Göz retinasındaki renk
pigmentleri ile direk ilişkili olduğundan, bizim görmemize yardımcı olur. Görünür radyasyon
iyonize değildir. Atom ve moleküllerle ilişkisi; hemen hemen sahip olduğu tüm enerjiden,
başka bir enerjiye dönüşen elektronların sonucudur. Ancak moleküller için sınırlı kalır.
Gerçek şudur ki fotonları emen farklı enerjilere sahip farklı maddeler, sahip oldukları farklı
renklerin dışardan algılanmasının sonucudur. İnsan gözü 400 nm ile 700 nm aralığında ki
elektromanyetik radyasyona duyarlıdır. Bütün renkler bu dalga boyu aralığında görünen
gökkuşağında bulunur (menekşe, çivit, mavi, yeşil, sarı,turuncu ve kırmızı). En kısa dalga
boyları (en büyük foton enerjisi) menekşe rengi olarak algılanır, en uzun dalga boyu (en
küçük foton enerjisi) ise kırmızı olarak algılanır. Bazı canlı türleri ışığı daha uzun veya daha
kısa dalga boylarında algılayabilir.
5- Kızılötesi (Infrared) Işıklar
Elektromanyetik spektrumda biraz daha uzun dalga boyunda (daha düşük enerjili)
görünen bölüm spektrumunun kızıl ötesi bölümüdür (IR). Infrared ışınların enerjileri
elektronların enerjilerini değiştirmek için çok küçüktür. Bunun yerine, infrared radyasyon;
moleküllerin titreşim durumlarını değiştirme eğilimindedir ki bu, bir moleküldeki atomların
çok hızlı ileri ve geri sallanması anlamına gelir. Moleküller kızılötesi ışınları emdiklerinde
atomları daha hızlı hareket eder ve böylece moleküllerin sıcaklıkları artar. Isı lambaları bu
prensiple çalışır. Isı taşınımı, infrared elektromanyetik radyasyonda çoğunlukla “radiant ısı”
olarak bilinir.
6- Radyo Dalgaları
Spektrumda daha da uzun dalga boyları Radyo Dalgalarıdır. İsminden de anlaşılacağı
gibi; elektromanyetik spektrumun bu bölümünü biz radyo haberleşmesinde, televizyonda ve
radarda kullanırız. Radyo dalgaları elektromanyetik spektrumun geniş bir bölümünü kapsar.
Genelde (uhf, vhf, televizyon, radar, mikrodalga, milimetre dalga vb.) olarak alt bölümlere
ayırırız, bu isimler kullanım yerine göre değişir. Atmosfer boyunca bu dalga boylarının
yayılma yollarında ki farklılıklarından dolayı çeşitleri açıkça bellidir.
Özet olarak; elektromanyetik spektrumla ilgili elektromanyetik radyasyonun bütün
bilinen dalga boylarının aralığı, geleneksel olarak bir seri aralıklara bölünmüştür. Bulunduğu
bir bölgeye nazaran başka bir bölgede temel olarak bir farklılık yoktur. Farklılıklar,
radyasyonun maddelere ne yaptığına bakılarak veya onlarla olan etkileşimlerine bakılarak
şekillendirilir. Biz yalnızca doğal özelliği olan görülebilirliği sayesinde Visible Işığı görünür
olarak biliriz. Geleneksel olarak, ışık terimini yalnızca Ultraviyole, Visible ve Infrared
radyasyon için kullanılır. Bu radyasyon grupları; güneşten yayınlanan ve atmosferin üst
sınırına ulaşan en yoğun ve en etkili radyasyonlardır.